基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法及装置与流程

1.本发明涉及安全认证技术领域，具体是基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法及装置。


背景技术：

2.为了保障手机设备充电的安全，避免使用第三方不规范的充电器充电带来负面影响，现在一些手机的电池保护板上安装加密芯片。该电池保护板除了防止过充等常规充电保护功能之外，当手机接口与手机充电器电连接后，电池保护板通过加密芯片还对手机充电器进行验证，验证通过才接通充电电路实现对电池的充电，如果验证不通过则不接通充电电路，无法给电池充电，并且手机上显示出充电器验证不通过的提示，这样，就能够控制只有原厂的手机充电器才能给手机设备充电。
3.但是，现有手机电池保护板的验证方法仍然存在一定的被破解的风险，外界的破解器可以连接到手机充电器，并且向其尝试输入海量的随机数并接收每次反馈的校验数，从而通过分析破解器序列号，然后再在仿冒的手机充电器里面植入该序列号。
4.因此，如何加强手机电池保护板的安全验证，保障手机设备的充电安全是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的是为了解决通过分析破解器序列号，然后在仿冒的手机充电器里面植入该序列号破解现有手机电池保护板的验证方法的问题。
6.本发明实施例提供基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法，包括：手机电池保护板设置一个随机数，利用所述随机数对直流脉冲间隔进行调制，生成直流脉冲信号；手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，对所述调制后的直流脉冲间隔进行解调，生成所述随机数；利用所述随机数，将所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥进行匹配验证，根据匹配验证结果将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
7.在一个实施例中，所述手机电池保护板设置一个随机数，利用所述随机数对直流脉冲间隔进行调制，生成直流脉冲信号，包括：所述手机电池保护板设置一个随机数，对所述随机数进行编码，生成首发信号；所述手机电池保护板向所述手机充电器发送所述首发信号，当所述首发信号传输完成时，向所述手机充电器发送间隔信号；检测所述间隔信号是否发送完成，若所述间隔信号未发送完成，则继续发送所述间隔信号，直至所述间隔信号发送完成。
8.在一个实施例中，所述手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，
对所述调制后的直流脉冲间隔进行解调，生成所述随机数，包括：所述手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，将所述直流脉冲信号进行取反；对取反后的直流脉冲信号进行计数，生成脉冲信号计数值；根据所述计数值判断所述直流脉冲信号是否为首发信号，若所述直流脉冲信号为所述首发信号时，则对所述间隔信号进行计数，生成脉冲间隔计数值；基于所述脉冲信号计数值与所述脉冲间隔计数值生成间隔数，根据所述间隔数生成所述随机数。
9.在一个实施例中，所述利用所述随机数，将所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥进行匹配验证，根据匹配验证结果将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接，包括：所述手机充电器利用所述私钥对所述随机数进行加密，生成校验数，将所述校验数发送给所述手机电池保护板；所述手机电池保护板利用所述公钥对所述随机数进行加密计算，生成加密计算结果；所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证通过，则将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
10.在一个实施例中，所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，还包括：所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证不通过，则所述手机充电器与所述手机电池保护板不进行充电连接。
11.第二方面，本发明还提供基于加密芯片的手机电池保护板安全认证装置，包括：调制模块，用于手机电池保护板设置一个随机数，利用所述随机数对直流脉冲间隔进行调制，生成直流脉冲信号；解调模块，用于手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，对所述调制后的直流脉冲间隔进行解调，生成所述随机数；匹配验证模块，用于利用所述随机数，将所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥进行匹配验证，根据匹配验证结果将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
12.在一个实施例中，所述调制模块，包括：编码单元，用于所述手机电池保护板设置一个随机数，对所述随机数进行编码，生成首发信号；发送单元，用于所述手机电池保护板向所述手机充电器发送所述首发信号，当所述首发信号传输完成时，向所述手机充电器发送间隔信号；检测单元，用于检测所述间隔信号是否发送完成，若所述间隔信号未发送完成，则继续发送所述间隔信号，直至所述间隔信号发送完成。
13.在一个实施例中，所述解调模块，包括：取反单元，用于所述手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，将所述直流脉冲信号进行取反；
脉冲信号计数值生成单元，用于对取反后的直流脉冲信号进行计数，生成脉冲信号计数值；脉冲间隔计数值生成单元，用于根据所述计数值判断所述直流脉冲信号是否为首发信号，若所述直流脉冲信号为所述首发信号时，则对所述间隔信号进行计数，生成脉冲间隔计数值；随机数生成单元，基于所述脉冲信号计数值与所述脉冲间隔计数值生成间隔数，根据所述间隔数生成所述随机数。
14.在一个实施例中，所述匹配验证模块，包括：校验数生成单元，用于所述手机充电器利用所述私钥对所述随机数进行加密，生成校验数，将所述校验数发送给所述手机电池保护板；加密计算单元，用于所述手机电池保护板利用所述公钥对所述随机数进行加密计算，生成加密计算结果；验证单元，用于所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证通过，则将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
15.在一个实施例中，所述验证单元，还包括：所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证不通过，则所述手机充电器与所述手机电池保护板不进行充电连接。
16.本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：本发明实施例提供的基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法，本方法没有直接向充电器的加密芯片提供随机数，而是通过对直流脉冲间隔进行调制和解调来完成手机电池保护板与手机充电器之间的信号传输，加强手机电池保护板的安全验证，而且由于调制脉冲间隔以及解调获得随机数相比于直接输入随机数，都需要相对比较长的时间，因此不能采用输入海量随机数的方式实现破解，保障了手机设备充电的安全。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步地详细描述。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明实施例提供的基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法的流程图；图2为本发明实施例提供的步骤s101流程图；图3为本发明实施例提供的步骤s102流程图；图4为本发明实施例提供的步骤s103流程图；图5为本发明实施例提供的基于加密芯片的手机电池保护板安全认证装置的框图。
具体实施方式
20.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
21.参照图1所示，本发明实施例提供的基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法，该方法包括：步骤s101~s103；s101、手机电池保护板设置一个随机数，利用所述随机数对直流脉冲间隔进行调制，生成直流脉冲信号。
22.具体的，手机充电器给手机充电，采用的是直流脉冲的形式，即以充电电压v充电一个脉冲的时长，然后充电电压为0持续一个间隙，再开始下一个脉冲的充电。
23.s102、手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，对所述调制后的直流脉冲间隔进行解调，生成所述随机数。
24.s103、利用所述随机数，将所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥进行匹配验证，根据匹配验证结果将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
25.具体的，手机充电器内置一个加密芯片，手机电池保护板也具有加密芯片，手机充电器具有一个自身独特的序列号，该序列号也作为手机充电器内置加密芯片的加密运算私钥。
26.本实施例中，没有直接向充电器的加密芯片提供随机数，而是通过通过对直流脉冲间隔进行调制和解调来完成手机电池保护板与手机充电器之间的信号传输，加强手机电池保护板的安全验证，而且由于调制脉冲间隔以及解调获得随机数相比于直接输入随机数，都需要相对比较长的时间，因此不能采用输入海量随机数的方式实现破解，保障了手机设备充电的安全。
27.在一个实施例中，参照图2所示，上述步骤s101中所述手机电池保护板设置一个随机数，利用所述随机数对直流脉冲间隔进行调制，生成直流脉冲信号，包括：s1011、所述手机电池保护板设置一个随机数，对所述随机数进行编码，生成首发信号。
28.具体的，所述手机电池保护板的加密芯片通过分频生成时钟，所述时钟产生20个状态，其中，前4个状态用于发送首发信号，剩余16个状态用来发送间隔信号、空信号与空信号之后的高电平。
29.具体的，对所述随机数进行编码，即将所述随机数映射为时隙信号。
30.进一步地，所述首发信号由传空信号与高电平信号组成。
31.进一步地，将时隙信号与预设的时隙阈值进行比较，若所述时隙信号小于所述时隙阈值，则第1个状态发送传空信号，剩余3个状态发送高电平信号；若所述时隙信号大于所述时隙阈值，则第1
‑
3个状态发送传空信号，第4个状态发送高电平信号。
32.进一步地，在传输完时隙信号之后，需要在所述时隙信号之后发送一个传空信号，并在传空信号之后发送高电平，使得所述时隙信号的长度固定。
33.s1012、所述手机电池保护板向所述手机充电器发送所述首发信号，当所述首发信
号传输完成时，向所述手机充电器发送间隔信号。
34.具体的，所述间隔信号紧跟在所述首发信号之后。
35.s1013、检测所述间隔信号是否发送完成，若所述间隔信号未发送完成，则继续发送所述间隔信号，直至所述间隔信号发送完成。
36.具体的，若所述间隔信号发送完成，则表明所述直流脉冲信号向所述手机充电器发送完成。
37.在一个实施例中，参照图3所示，上述步骤s102中所述手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，对所述调制后的直流脉冲间隔进行解调，生成所述随机数，包括：s1021、所述手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，将所述直流脉冲信号进行取反。
38.具体的，判断采集的所述直流脉冲信号是否处于上升沿处，若所述直流脉冲信号没有处于上升沿处，则将所述直流脉冲信号进行取反；若所述若所述直流脉冲信号处于上升沿处，则对间隔数计数，根据间隔数生成随机数。
39.s1022、对取反后的直流脉冲信号进行计数，生成脉冲信号计数值。
40.s1023、根据所述计数值判断所述直流脉冲信号是否为首发信号，若所述直流脉冲信号为所述首发信号时，则对所述间隔信号进行计数，生成脉冲间隔计数值。
41.具体的，对所述取反后的直流脉冲信号的传空部分进行计数，根据所述传空计数值判别所述首发信号。
42.进一步地，根据所述传空计数值进行计算，对高电平部分进行计数，生成高电平计数值。
43.s1024、基于所述脉冲信号计数值与所述脉冲间隔计数值生成间隔数，根据所述间隔数生成所述随机数。
44.具体的，所述间隔数的计算公式为：间隔数=脉冲间隔计数值
‑
高电平计数值。
45.下面通过具体的实施例来说明对直流脉冲间隔进行调制解调的具体步骤的。
46.实施例1：手机电池保护板设置一个随机数，对所述随机数进行编码，生成首发信号；假设所述首发信号的宽度为2m，将时隙信号a与预设的时隙阈值a
s
进行比较；若所述时隙信号小于所述时隙阈值，则将所述首发信号定义为a1，所述首发信号的传空宽度定义为m/2，所述高电平信号的宽度为3m/2，所述首发信号与时隙信号之间的间隔为am，将所述首发信号传输给手机充电器；当所述首发信号传输完成时，向所述手机充电器发送间隔信号，检测所述间隔信号是否发送完成，若所述间隔信号未发送完成，则继续发送所述间隔信号，直至所述间隔信号发送完成；所述手机充电器采集所述直流脉冲信号，判断所述直流脉冲信号是否处于上升沿处，若所述直流脉冲信号没有处于上升沿处，将所述直流脉冲信号进行取反；对所述取反后的直流脉冲信号的传空部分进行计数，若所述传空计数值为m/2，则所述首发信号为a1；对脉冲间隔进行计数，生成脉冲间隔计数值；
根据传空计数值m/2与脉冲间隔计数值计算间隔数，根据所述间隔数生成所述随机数。
47.实施例2：手机电池保护板设置一个随机数，对所述随机数进行编码，生成首发信号；假设所述首发信号的宽度为2m，将时隙信号a与预设的时隙阈值a
s
进行比较；若所述时隙信号大于所述时隙阈值，则将所述首发信号定义为a2，所述首发信号的传空宽度定义为3m/2，所述高电平信号的宽度为m/2，所述首发信号与时隙信号之间的间隔为（a
s
‑
a），将所述首发信号传输给手机充电器；当所述首发信号传输完成时，向所述手机充电器发送间隔信号，检测所述间隔信号是否发送完成，若所述间隔信号未发送完成，则继续发送所述间隔信号，直至所述间隔信号发送完成；所述手机充电器采集所述直流脉冲信号，判断所述直流脉冲信号是否处于上升沿处，若所述直流脉冲信号没有处于上升沿处，则将所述直流脉冲信号进行取反；对所述取反后的直流脉冲信号的传空部分进行计数，若所述传空计数值为3m/2，则所述首发信号为a2，则高电平计数值为m/2；对脉冲间隔进行计数，生成脉冲间隔计数值；根据高电平计数值为m/2与脉冲间隔计数值计算间隔数，根据所述间隔数生成所述随机数。
48.在一个实施例中，参照图4所示，上述步骤s103中所述利用所述随机数，将所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥进行匹配验证，根据匹配验证结果将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接，包括：s1031、所述手机充电器利用所述私钥对所述随机数进行加密，生成校验数，将所述校验数发送给所述手机电池保护板。
49.具体的，手机充电器的加密芯片利用私钥对随机数进行加密，生成校验数。
50.s1032、所述手机电池保护板利用所述公钥对所述随机数进行加密计算，生成加密计算结果。
51.具体的，所述手机电池保护板的加密芯片利用自身的公钥对随机数进行加密计算。
52.s1033、所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证通过，则将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
53.具体的，若验证通过，则表明所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥匹配成功。
54.进一步地，所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证不通过，则所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥不匹配，所述手机充电器与所述手机电池保护板不进行充电连接。
55.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了基于加密芯片的手机电池保护板安全认证装置，由于该装置所解决问题的原理与前述基于加密芯片的手机电池保护板安全认证方法相似，因此该装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。
56.本发明实施例提供的基于加密芯片的手机电池保护板安全认证装置，参照图5所
示，包括：调制模块51，用于手机电池保护板设置一个随机数，利用所述随机数对直流脉冲间隔进行调制，生成直流脉冲信号。
57.具体的，手机充电器给手机充电，采用的是直流脉冲的形式，即以充电电压v充电一个脉冲的时长，然后充电电压为0持续一个间隙，再开始下一个脉冲的充电。
58.解调模块52，用于手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，对所述调制后的直流脉冲间隔进行解调，生成所述随机数。
59.匹配验证模块53，用于利用所述随机数，将所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥进行匹配验证，根据匹配验证结果将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
60.具体的，手机充电器内置一个加密芯片，手机电池保护板也具有加密芯片，手机充电器具有一个自身独特的序列号，该序列号也作为手机充电器内置加密芯片的加密运算私钥。
61.在一个实施例中，所述调制模块51，包括：编码单元511，用于所述手机电池保护板设置一个随机数，对所述随机数进行编码，生成首发信号。
62.具体的，所述手机电池保护板的加密芯片通过分频生成时钟，所述时钟产生20个状态，其中，前4个状态用于发送首发信号，剩余16个状态用来发送间隔信号、空信号与空信号之后的高电平。
63.具体的，对所述随机数进行编码，即将所述随机数映射为时隙信号。
64.进一步地，所述首发信号由传空信号与高电平信号组成。
65.进一步地，将时隙信号与预设的时隙阈值进行比较，若所述时隙信号小于所述时隙阈值，则第1个状态发送传空信号，剩余3个状态发送高电平信号；若所述时隙信号大于所述时隙阈值，则第1
‑
3个状态发送传空信号，第4个状态发送高电平信号。
66.进一步地，在传输完时隙信号之后，需要在所述时隙信号之后发送一个传空信号，并在传空信号之后发送高电平，使得所述时隙信号的长度固定。
67.发送单元512，用于所述手机电池保护板向所述手机充电器发送所述首发信号，当所述首发信号传输完成时，向所述手机充电器发送间隔信号。
68.具体的，所述间隔信号紧跟在所述首发信号之后。
69.检测单元513，用于检测所述间隔信号是否发送完成，若所述间隔信号未发送完成，则继续发送所述间隔信号，直至所述间隔信号发送完成。
70.具体的，若所述间隔信号发送完成，则表明所述直流脉冲信号向所述手机充电器发送完成。
71.在一个实施例中，所述解调模块52，包括：取反单元521，用于所述手机充电器在预设的时间窗口内采集所述直流脉冲信号，将所述直流脉冲信号进行取反。
72.具体的，判断采集的所述直流脉冲信号是否处于上升沿处，若所述直流脉冲信号没有处于上升沿处，则将所述直流脉冲信号进行取反；若所述若所述直流脉冲信号处于上升沿处，则对间隔数计数，根据间隔数生成随机数。
73.脉冲信号计数值生成单元522，用于对取反后的直流脉冲信号进行计数，生成脉冲信号计数值。
74.脉冲间隔计数值生成单元523，用于根据所述计数值判断所述直流脉冲信号是否为首发信号，若所述直流脉冲信号为所述首发信号时，则对所述间隔信号进行计数，生成脉冲间隔计数值。
75.具体的，对所述取反后的直流脉冲信号的传空部分进行计数，根据所述传空计数值判别所述首发信号。
76.进一步地，根据所述传空计数值进行计算，对高电平部分进行计数，生成高电平计数值。
77.随机数生成单元524，基于所述脉冲信号计数值与所述脉冲间隔计数值生成间隔数，根据所述间隔数生成所述随机数。
78.具体的，所述间隔数的计算公式为：间隔数=脉冲间隔计数值
‑
高电平计数值。
79.在一个实施例中，所述匹配验证模块53，包括：校验数生成单元531，用于所述手机充电器利用所述私钥对所述随机数进行加密，生成校验数，将所述校验数发送给所述手机电池保护板。
80.具体的，手机充电器的加密芯片利用私钥对随机数进行加密，生成校验数。
81.加密计算单元532，用于所述手机电池保护板利用所述公钥对所述随机数进行加密计算，生成加密计算结果。
82.具体的，所述手机电池保护板的加密芯片利用自身的公钥对随机数进行加密计算。
83.验证单元533，用于所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证通过，则将所述手机充电器与相应的所述手机电池保护板进行充电连接。
84.具体的，若验证通过，则表明所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥匹配成功。
85.进一步地，所述手机电池保护板验证所述加密计算结果与所述校验码是否相同，若验证不通过，则所述手机充电器的私钥与所述手机电池保护板的公钥不匹配，所述手机充电器与所述手机电池保护板不进行充电连接。
86.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。